রসায়ন ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব পদার্থ নিজেদের বর্ণ পরিবর্তনের মাধ্যমে কোনো রাসায়নিক বিক্রিয়ার (বিশেষ করে টাইট্রেশনের) সমাপ্তিবিন্দু নির্দেশ করে, তাদেরকে নির্দেশক বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় প্রতি লিটার (বা ১০০০ mL) দ্রবণে দ্রবীভূত দ্রবের মোল সংখ্যাকে ঐ দ্রবণের মোলারিটি বা মোলার ঘনমাত্রা বলে।
   মোলারিটি দ্রবণের আয়তনের উপর নির্ভরশীল ($M = \frac{n}{V}$)। যেহেতু তরলের আয়তন তাপমাত্রার পরিবর্তনের সাথে সাথে পরিবর্তিত (প্রসারিত বা সংকুচিত) হয়, কিন্তু দ্রবের মোল সংখ্যা অপরিবর্তিত থাকে, তাই তাপমাত্রা পরিবর্তিত হলে নির্দিষ্ট পরিমাণ দ্রবণের মোলারিটিও পরিবর্তিত হয়। এ কারণে মোলার দ্রবণ তাপমাত্রার উপর নির্ভরশীল।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের পাত্র-১ এ আছে হাইড্রোজেন পারঅক্সাইড ($H_2O_2$) এবং পাত্র-২ এ আছে পটাশিয়াম পারম্যাঙ্গানেট ($KMnO_4$)। অম্লীয় মাধ্যমে (যেমন $H_2SO_4$) এদের মিশ্রিত করলে জারণ-বিজারণ বিক্রিয়া ঘটে।

   আয়ন-ইলেকট্রন পদ্ধতিতে সমতাকরণ:

   ১. বিজারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
   পারম্যাঙ্গানেট আয়ন ($MnO_4^-$) বিজারিত হয়ে ম্যাঙ্গানাস আয়নে ($Mn^{2+}$) পরিণত হয়।
   $MnO_4^- + 8H^+ + 5e^- \rightarrow Mn^{2+} + 4H_2O$ --- (১)

   ২. জারণ অর্ধ-বিক্রিয়া:
   হাইড্রোজেন পারঅক্সাইড ($H_2O_2$) জারিত হয়ে অক্সিজেন গ্যাসে ($O_2$) পরিণত হয়।
   $H_2O_2 \rightarrow O_2 + 2H^+ + 2e^-$ --- (২)

   ইলেকট্রন সংখ্যা সমান করার জন্য সমীকরণ (১) কে ২ দ্বারা এবং সমীকরণ (২) কে ৫ দ্বারা গুণ করে যোগ করি:
   $2MnO_4^- + 16H^+ + 10e^- \rightarrow 2Mn^{2+} + 8H_2O$
   $5H_2O_2 \rightarrow 5O_2 + 10H^+ + 10e^-$

   কঙ্কাল আয়নীয় সমীকরণ:
   $2MnO_4^- + 5H_2O_2 + 6H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 5O_2 + 8H_2O$

   প্রয়োজনীয় দর্শক আয়ন ($K^+$ এবং $SO_4^{2-}$) যোগ করে পূর্ণাঙ্গ সমতাকৃত আণবিক সমীকরণটি পাওয়া যায়:
   $2KMnO_4 + 5H_2O_2 + 3H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 5O_2 + 8H_2O$

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের তথ্য অনুযায়ী:
   পাত্র-১ এর দ্রবণ $\equiv$ পাত্র-২ এর দ্রবণ $\equiv$ পাত্র-৩ এর দ্রবণ

   পাত্র-১ এ $H_2O_2$ এর মোল সংখ্যা,
   $n_{H_2O_2} = V \times M = \frac{30}{1000} \times 0.03\text{ mol} = 9 \times 10^{-4}\text{ mol}$

   'গ' হতে সমতাকৃত সমীকরণ থেকে পাই:
   $2\text{ mol } KMnO_4 \equiv 5\text{ mol } H_2O_2$
   বা, $n_{KMnO_4} = \frac{2}{5} \times n_{H_2O_2} = \frac{2}{5} \times 9 \times 10^{-4}\text{ mol} = 3.6 \times 10^{-4}\text{ mol}$

   আবার, অম্লীয় মাধ্যমে পাত্র-২ এর $KMnO_4$ এবং পাত্র-৩ এর $FeSO_4$ এর মধ্যকার জারণ-বিজারণ সমতাকৃত বিক্রিয়াটি হলো:
   $2KMnO_4 + 10FeSO_4 + 8H_2SO_4 \rightarrow K_2SO_4 + 2MnSO_4 + 5Fe_2(SO_4)_3 + 8H_2O$

   বিক্রিয়া অনুযায়ী:
   $2\text{ mol } KMnO_4 \equiv 10\text{ mol } FeSO_4 \equiv 10\text{ mol } Fe^{2+}$
   বা, $1\text{ mol } KMnO_4 \equiv 5\text{ mol } Fe^{2+}$

   অতএব, পাত্র-৩ এ উপস্থিত আয়রনের মোল সংখ্যা,
   $n_{Fe^{2+}} = 5 \times n_{KMnO_4} = 5 \times 3.6 \times 10^{-4}\text{ mol} = 1.8 \times 10^{-3}\text{ mol}$

   [অথবা সরাসরি তুল্যতা থেকে: $5\text{ mol } H_2O_2 \equiv 2\text{ mol } KMnO_4 \equiv 10\text{ mol } Fe^{2+}$
   $\therefore 1\text{ mol } H_2O_2 \equiv 2\text{ mol } Fe^{2+}$
   $\therefore n_{Fe^{2+}} = 2 \times n_{H_2O_2} = 2 \times 9 \times 10^{-4}\text{ mol} = 1.8 \times 10^{-3}\text{ mol}$]

   সুতরাং, পাত্র-৩ এ আয়রনের পরিমাণ ($W$):
   $W = n_{Fe} \times M_{Fe} = 1.8 \times 10^{-3}\text{ mol} \times 55.85\text{ g/mol} \approx 0.10053\text{ g} = 100.53\text{ mg}$
   (পারমাণবিক ভর $56\text{ g/mol}$ ধরলে $W = 1.8 \times 10^{-3} \times 56 = 0.1008\text{ g}$)

   অতএব, পাত্র-৩ এর দ্রবণে আয়রনের পরিমাণ $0.10053\text{ g}$ (বা $0.1008\text{ g}$)।